本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
你的手機響了。 你不記得把它放在哪裡了，但是你能聽到鈴聲，並且知道它在隔壁房間。 問題是，你是怎麼知道的？
我們的眼睛可以透過比較左右眼的視覺結果來判斷距離（一隻眼睛失明會損害你判斷視覺距離的能力）。 但是你的耳朵呢？ 耳朵有一個額外的問題，它們很容易被聲音的強度所迷惑，並將其與距離混淆。 一個柔和的聲音和一個從很遠的地方聽到的聲音具有相同的強度，相同的分貝水平……然而我們知道一個很近，一個很遠。 我們是如何知道的？ 你可能會說，就像我們的眼睛一樣，我們可以比較左右耳（這是我在學校學到的），但實際上，我們不能僅僅依靠這個，因為除非聲音直接來自我們正前方，否則你的兩隻耳朵之間噪音強度的變化率總是不同的。 你總是處於相對於聲音略微不同的角度，或者空氣是不同的，這使得左右耳之間的比較更加困難，因為它需要不斷調整。 肯定有另一種方法。
Kopco 等人。“人類聽覺皮層中距離的神經元表徵” PNAS，2012。
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我們知道，當播放響亮的聲音時，我們的聽覺神經元會做出反應，但它們的反應方式相當隨意。 相比之下，對於較低的分貝水平，我們可以區分相同強度但距離不同的聲音（最佳距離可達 100 釐米）。 問題是我們如何區分差異。
為了研究這個問題，這項研究的作者選取了 12 個人，讓他們暴露在不同距離的聲音刺激中。
您在上面看到的是實驗的佈局。 參與者在 fMRI 機器中，並接受掃描以觀察大腦中血氧訊號的變化。 在掃描期間，這個人接受成對的音調，在不同的距離，在右耳。 然後他們必須選擇哪個音調更遠。 在這項任務中，有幾種不同的選項。 聲音的強度（分貝水平）可能不同，它們的距離可能不同，或者它們可能是恆定的。
作者正在尋找兩件事：首先是檢視參與者是否可以區分不同的距離，其次是檢視大腦中可能發生距離區分的位置。
首先，您可以在上面看到，參與者非常擅長區分距離上的差異，即使對於聲源最接近的噪音，正確率也達到了 70%。 但是訊號在哪裡被處理呢？
您在這裡可以看到的是聲音測試期間的 fMRI 訊號。 頂部一對是恆定的一對音調，在恆定的強度和恆定的距離下，與一個人正在聽聲音但只收到安靜的情況進行比較。 毫不奇怪，啟用區域集中在顳葉（儘管很可能在其他地方也有很多啟用，但這只是他們正在尋找的地方），那裡有很多聽覺處理。 您可以看到，當人真的聽到聲音時，訊號比僅僅期望聽到聲音時更強。
下面第二組訊號顯示了變化的聲音強度（分貝水平，或者，見鬼，“響度”）與控制條件相比，第三組比較了變化的聲音距離與控制條件。 但是最後一組是最有趣的，他們比較了強度與距離，並在顳葉的一個非常小的部分發現了處理上的差異（儘管我很想看看控制條件的減法比較結果）。 作者假設這個區域，它也靠近其他已知處理聲音方向等聽覺通路，可能也處理距離。
他們依靠來揭示這一結果的是刺激特異性適應。 基本上，你的大腦會對重複的事物表現出減弱的反應。 這在行為上的關聯是，比如說，進入一個有白噪聲發生器的房間。 起初你會注意到它，但過一會兒它就會退到背景中，你不再注意到它。 另一個例子是，大多數人不再感覺到衣服在白天摩擦他們的身體（雖然我敢打賭你現在正在考慮它！）。 這些都是刺激特異性適應。 它們很容易發生在聲音等事物上，大腦也會對這種重複的事物做出較少的反應。 因此，作者希望對噪音恆定條件等事物的刺激特異性適應能夠讓距離和強度上的細微差異顯現出來。
但請記住，這畢竟是一項 fMRI 研究，並帶有所有 fMRI 研究的常見警告：我們不知道我們在看什麼。 這是一小部分人群，並且 fMRI 訊號可能幾乎什麼都不是（畢竟，你可以從 死鮭魚身上獲得 fMRI 訊號）。 他們發現的區域非常小，而且樣本如此之小，可能是一個偽影。 我並不是說這項研究是錯誤的，而是說它需要被複制和仔細研究。 但我確實喜歡他們為執行所有控制所做的努力，包括變化的距離和強度，以及兩者之間的比較。 我也很想更多地瞭解我們如何處理距離上的差異，對於對我們日常生活如此重要的事物，意識到我們對此知之甚少真是令人著迷。
Kopco N, Huang S, Belliveau JW, Raij T, Tengshe C, & Ahveninen J (2012)。 人類聽覺皮層中距離的神經元表徵。《美國國家科學院院刊》，109 (27), 11019-24 PMID: 22699495